RANCANG BANGUN ANTENA SLOT WAVEGUIDE PADA FREKUENSI 9,4 GHZ
Oleh
Hanna Ani Indharti
NIM: 612011035
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
INTISARI
Dalam teknologi telekomunikasi, antena berperan memancarkan gelombang
radio ke udara dan menerima gelombang radio dari udara. Salah satu jenis antena yang
saat ini semakin berkembang adalah antena slot waveguide yang bisa digunakan untuk
aplikasi radar pengawas pantai dimana spesifikasi antena radar harus memiliki
beamwidth yang sempit. Antena ini mampu memiliki beamwidth yang lebih sempit
serta lebih efektif dalam perancangannya sehingga tidak memerlukan power combiner
seperti pada antena pengawas pantai yang lain yaitu antena mikrostrip patch 8 modul
yang memiliki total 64 patch.
Pada skripsi ini dirancang bangun antena slot waveguide 32 slot menggunakan
software Computer Simulation Tools (CST) Microwave Studio 2014 yang kemudian
difabrikasi. Hasil pengukuran antena slot waveguide 32 slot yang telah difabrikasi
didapatkan VSWR sebesar 1,281 pada frekuensi kerja 9,4 GHz, gain sebesar 19,44 dB
dan beamwidth antena yaitu 3,8o. Hasil ini telah memenuhi spesifikasi dengan gain
ABSTRACT
In telecommunication technology, antenna has function for emitting radio wave
to air and receiving radio wave from air. One type of antenna which is developed is slot
waveguide antenna. This antenna can be used to sea radar application where radar
antenna spesification must have a narrow beamwidth. This antenna can have more
narrow beamwidth and more effective in its design. Therefore, this antenna is not
require power combiner. Different with other antenna on sea radar, which is applied
patch microstrip, consists of 8 modules which has 64 patches in total.
In this thesis, slot waveguide antenna 32 slots is designed using Computer
Simulation Tools (CST) Microwave Studio 2014 software and fabricated. The
measurement result of slot waveguide antenna 32 slots has been fabricated shows
VSWR 1.281 operate frequency at 9,4 GHz, 19.44 dB gain and antenna beamwidth is
3,8o. This result has reached specification with bigger gain and more narrow beamwidth
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena berkat dan
kasihNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas
akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana. Dalam proses menyelesaikan skripsi ini penulis
mendapatkan berbagai dukungan, doa, bimbingan, kritik serta saran dari berbagai pihak.
Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus yang tak pernah berhenti menyertai dan memberkati penulis.
2. Kedua orang tua penulis, kakak dan adik serta keluarga yang telah memberikan
dukungan, semangat, cinta dan materi.
3. Ibu Eva Yovita Dwi Utami, M.T. selaku pembimbing I yang telah memberikan
waktunya untuk memberi bimbingan, kritik dan saran kepada penulis selama
mengerjakan skripsi ini.
4. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M.T. selaku pembimbing II yang telah membimbing dan
memberikan sara-saran kepada penulis.
5. ‘kamu’ yang telah memberikan semangat, cinta, dan doa.
6. Keluarga besar FTEK 2011, Anak Cemara (Karista, Acong, Markus, Bani),
Kontrakan Jambewangi (Tyo, Kopeng, Agus, Kang Ary), Ning sebagai koord.
PnP dan teman antar-jemput, Ben dan Joel teman nongkrong Buryam, Gde, Boti,
Shadrak, Kiki, Rachel, Nana, Atria, serta Bombay, Fitri, Oka, Bella Anak Hitz
Telkom dan juga Anak Gaul Bandung yang telah memberi dukungan dan
semangat kepada penulis.
7. Kakak angkatan dan adik angkatan, keluarga besar XT Radio, serta penghuni
kontrakan Sahara (Olivia, Nia, Rara, Lisu, Debora, Pingkan) yang telah
memberikan doa dan semangat kepada penulis.
8. Seluruh staff dosen, karyawan (sis Yola, sis Rista, sis Ragil), dan laboran FTEK
yang memfasilitasi penulis selama belajar di FTEK UKSW.
9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan, penulis mengucapkan terimakasih.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna.
Salatiga, Mei 2016
DAFTAR ISI
BAB III PERANCANGAN ALAT DAN SIMULASI ... 11
3.1. Peralatan yang Digunakan………. 11
3.1.1. Perangkat Keras………... 11
3.1.2. Perangkat Lunak………... 11
3.2. Perancangan Antena Slot Waveguide ... 12
3.2.2. Menentukan Karakteristik Antena ... 12
3.2.3. Perancangan Dimensi Antena Slot Waveguide ... 13
3.2.4. Menyimulasikan Rancangan ... 15
3.2.5. Optimasi Perancangan Antena ... 16
3.2.6. Hasil Simulasi Perancangan Antena ... 20
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISIS ... 23
4.1. Hasil Pengukuran Parameter Antena………. 23
4.1.1. Pengukuran Return Loss,VSWRdan Impedansi ...………... 24
4.1.1.1. Hasil Pengukuran Return Loss……… 25
4.1.1.2. Hasil Pengukuran VSWR………….……… 26
4.1.1.3. Hasil Pengukuran Impedansi.. ……… 27
4.1.2. Pengukuran Gain………...………... 27
4.1.3. Pengukuran Beamwidth………...………... 29
4.2. Analisis Hasil Pengukuran... 31
4.3. Analisis Kesalahan Hasil Pengukuran………... 32
BAB V KESIMPULAN ... 33
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.6 Representasi Pola Radiasi ... 10
Gambar 2.7 Beamwidth ... 10
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancang Bangun Antena ... 12
Gambar 3.2 Hasil Simulasi Return Loss ... 15
Gambar 3.3 Hasil Simulasi VSWR ... 15
Gambar 3.4 Hasil Simulasi Impedansi ... 16
Gambar 3.5 Return Loss Optimasi terhadap Tinggi Monopole ... 16
Gambar 3.6 VSWR Optimasi terhadap Tinggi Monopole ... 17
Gambar 3.7Impedansi Optimasi terhadap Tinggi Monopole ... 17
Gambar 3.8 Return Loss Optimasi terhadap Jarak Slot dari Garis Tengah ... 18
Gambar 3.9 VSWR Optimasi terhadap Jarak Slot dari Garis Tengah ... 18
Gambar 3.10Impedansi Optimasi terhadap Jarak Slot dari Garis Tengah ... 18
Gambar 3.11 Return Loss Optimasi terhadap Jarak Konektor dengan Slot Terdekat 19 Gambar 3.12 VSWR Optimasi terhadap Jarak Konektor dengan Slot Terdekat ... 19
Gambar 3.13Impedansi Optimasi terhadap Jarak Konektor dengan Slot Terdekat .. 19
Gambar 3.14. Return Loss Optimasi ... 20
Gambar 3.15. VSWR Optimasi ... 21
Gambar 3.16.ImpedansiOptimasi ... 21
Gambar 3.17. Hasil Simulasi Gain ... 21
Gambar 3.18. Hasil Simulasi Beamwidth ... 22
Gambar 4.1. Hasil Fabrikasi Antena Slot Waveguide ... 23
Gambar 4.2. Konfigurasi Pengukuran dengan Network Analyzer ... 24
Gambar 4.3. Grafik Nilai Return Loss Hasil Pengukuran Antena Slot Waveguide ... 25
Gambar 4.4. Grafik Nilai VSWR Hasil Pengukuran Antena Slot Waveguide ... 26
Gambar 4.6 Konfigurasi Pengukuran Gain Antena ... 28
Gambar 4.7 Daya yang Diterima Antena Uji (Pr2) ... 29
Gambar 4.8 Daya yang Diterima Antena Referensi (Pr1) ... 29
Gambar 4.9 Grafik Polar Hasil Pengukuran Pola Radiasi Antena Slot Waveguide pada
Frekuensi 9,4 GHz ... 30
Gambar 4.10 Grafik Kartesian Hasil Pengukuran Beamwidth Antena Slot Waveguide
pada Frekuensi 9,4 GHz ... 30
Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Nilai Return Loss Hasil Simulasi dan Hasil
Pengukuran Antena Slot Waveguide ... 31
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Nilai VSWR Hasil Simulasi dan Hasil Pengukuran
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Dimensi Rectangular Waveguide ... 4
Tabel 3.1 Material dan Nilai konduktivitas ... 13
Tabel 3.2 Perhitungan Dimensi Antena ... 15
Tabel 3.3 Tabel Optimasi terhadap Tinggi Monopole ... 17
Tabel 3.4 Tabel Optimasi terhadap Jarak Slot dari Garis Tengah ... 18
Tabel 3.5 Tabel Optimasi terhadap Jarak Konektor dengan Slot Terdekat ... 20
Tabel 3.6 Optimasi Simulasi Dimensi Antena... 20
Tabel 4.1 Gain Antena Slot Waveguide ... 28
DAFTAR SIMBOL
Ω Ohm
ᴼ Derajat
f Frekuensi kerja
c Kecepatan cahaya (3x108 m/s)
λg Panjang gelombang dalam waveguide
λ0 Panjang gelombang diruang bebas
λc Panjang gelombang frekuensi cut-off
Γ Koefisien refleksi
RL Return loss
A Panjang waveguide
B Lebar waveguide
Gslot Konduktansi slot
Nslot Jumlah slot
G1 Konduktansi waveguide
L Jarak konektor dengan slot terdekat
dantarslot Jarak antar tengah slot
x Jarak slot dari garis tengah
Rr Resistansi radiasi dari antena
RL Resistansi loss dari antena
ZL Impedansi beban
Z0 Impedansi karakteristik antena
GA Gain
Pin Daya total yang diterima
G2 Gain antena uji
G1 Gain antena referensi
Pr2 Daya yang diterima antena uji
Pr1 Daya yang diterima antena referensi
